Genetic algorithm-assisted embedded heat spreader radiator design for lightweight and thermal performance in geo spacecraft

Uzay araçlarında, elektronik ekipmanların atık ısısını uzaklaştırıp, uzaya atmak için radyatörler kullanılmaktadır. Radyatörler, ekipmanların izin verilen operasyonel sıcaklık sınırları içinde çalışmasını sağlamak açısından kritik öneme sahiptir. Isıl yükleri yönetebilmek için radyatörlerin yeterli ısı transfer alanına sahip olması gerekirken, kütlelerinin de minimumda tutulması uzay uygulamalarında fizibilite açısından son derece önemlidir. Bu çalışma, Yer Sabit Yörünge (GEO) uzay aracı için ısı yayıcı gömülü radyatörlerin ve ekipman yerleşiminin ısıl tasarımında genetik algoritma (GA) tabanlı bir tasarım metodolojisi sunmaktadır. Optimize edilmiş radyatör tasarımı ve ekipman yerleşimi, SIEMENS SIMCENTER 3D Space Systems Thermal (SST) yazılımı kullanılarak gerçekleştirilen ısıl analizle doğrulanmıştır. Geleneksel yöntemlerin aksine, geliştirilen bu araç ile tüm ilgili tasarım değişkenleri aynı anda değerlendirilmekte ve böylece optimal radyatör ve ekipman yerleşimi hızlı ve etkin bir şekilde belirlenebilmektedir. Gerçekleştirilen vaka çalışmaları, GA parametrelerinin elde edilen sonuçlar üzerinde önemli bir etkisi olduğunu göstermektedir. Daha büyük popülasyonlar ve daha yüksek mutasyon oranları, hesaplama süresini artırmakla birlikte, çözüm kalitesini de iyileştirmekte; bu nedenle, optimal konfigürasyonların belirlenmesi için birden fazla GA parametre setinin değerlendirilmesi gerekmektedir.